荧光纤维是在特定波长的激发光照射下吸收光能后进入激发态，并立即能辐射出荧光的一种纤维，其制造方法主要有纺丝法(熔融纺丝法、溶液纺丝法、静电纺丝法)和表面涂层法。由于表面涂层法制得的荧光纤维性能较差[1]，所以大部分荧光纤维采用纺丝法制得，即把荧光化合物添加至成纤高聚物中或在高聚物链上接上具有荧光功能的基团，再经过纺丝制备成纤维。与传统的熔融纺丝法和溶液纺丝法相比，静电纺丝法能够制备出纳米级的荧光纤维并应用于离子吸附、离子检测和薄膜传感器等领域，受到研究人员的重视[2-4]。

电纺荧光纤维主要由荧光物质和基体材料组成。传统的荧光物质有无机盐类和有机类荧光化合物两类，而Wu Decheng等[5]发现了可自发蓝色荧光的超支化聚氨基酯并研究了pH值对其荧光强度的影响，由此，可产生荧光的超支化聚合物引起了研究人员的兴趣。与传统的荧光材料相比，这种以胺为生色团的超支化聚合物既具有荧光性质优异、易溶于水以及合成方法简单等优点，同时又克服了传统荧光材料毒性较高的缺点[6]。超支化聚赖氨酸(HBPL)是由作者课题组自主合成，且在实验过程中发现其也是一种以胺为生色团的荧光材料，具有优异的荧光性能，且能与铜离子发生络合反应，引发荧光淬灭，在铜离子检测方面有着潜在的应用价值。

目前，许多聚合物熔体或溶液都可通过静电纺丝法制备出纳米纤维，如聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚丙烯腈(PAN)等[7-12]。由于PVA可溶于水，即可采用去离子水作为溶剂[13]，其与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等只能溶于有机溶剂的聚合物相比，纺丝过程无毒且环保，同时PVA可与HBPL均匀共混。因此，作者采用PVA作为基体材料，与HBPL进行物理共混，并以水为溶剂，制备得到均一的纺丝液，再通过静电纺丝法制备出PVA/HBPL荧光纳米纤维膜，并对其结构与性能进行表征。

● 误食沐浴液、洗发水、香皂、牙膏、面霜、化妆水（不含酒精）等 基本上不会发生急性中毒或毒性很低，如果误食的量较大，给予牛奶（或豆浆、蛋清）或水，尝试催吐，紧急就医。

1 实验

1.1 原料

PVA：醇解度98.0%～98.8%，重均相对分子质量146 000～186 000，日本Sekisui Specialty Chemicals公司产；HBPL：自制。

1.2 电纺PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的制备

这支手动微距镜头是Irix公司推出的第三款镜头。它搭载了三片超低色散（superlow ED）镜片以及可拆卸的脚架环。

1.3 测试与表征

表观形貌：采用美国Phenon-World公司Phenom G2 Pro型扫描电子显微镜(SEM)对纳米纤维膜进行喷金处理后观察其表面形貌，用Nano Measurer软件从照片中随机选取100根纤维测量其直径，取其平均值。

荧光强度：采用日本奥林巴斯公司BX-51型荧光显微镜，在荧光模式下，观察纳米纤维膜在不同激发光模块下的荧光现象。

从图4和表3可以看出：在波长为392 nm的激发光激发下，纯PVA纳米纤维膜(0#试样)没有荧光发射峰，而HBPL粉末在473 nm处存在发射峰；在PVA中加入少量的HBPL后，PVA/HBPL荧光纳米纤维膜在438 nm处出现荧光发射峰，且随着HBPL含量的增加，PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的荧光强度也随之增大，其荧光强度为40.80～98.20；同HBPL粉末相比，PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的发射峰出现蓝移现象，引起该变化的原因是因为PVA与HBPL之间存在的氢键相互作用使得HBPL各官能团不易在同一平面上，产生位阻效应，导致共轭效应降低，从而使得发射峰蓝移 [14]。

能源强度是评价一个国家 （地区）能源综合利用效率的常用指标之一，体现了一个国家 （地区）经济发展过程中所付出的资源环境代价 （林伯强，2014）［1］。当前，针对能源强度的研究多为以下两个方面：

力学性能：采用中国恒宇公司HT-941型万能材料试验机和美国Transcell Technology公司BAB-10MT型传感器测定纳米纤维膜的力学性能。每个试样测定5组数据，取其平均值。

傅里叶变换红外光谱(FTIR)：采用美国Nicolet公司Nicolet 8700型傅里叶变换红外光谱仪分别对纳米纤维膜及HBPL粉末进行分析，波数为400～4 000 cm-1，扫描32次。

荧光光谱：采用日本JASCO公司FP6600型荧光光谱仪，将纳米纤维膜剪成3 cm×3 cm的试样，在激发波长392 nm下，测试试样在发射波长为400～700 nm的荧光发射光谱。

2 结果与讨论

2.1 纳米纤维膜的形貌结构及纤维直径

从图3可以看出：在纯PVA纳米纤维膜的FTIR中，3 283 cm-1附近的宽峰是PVA中的—OH伸缩振动吸收峰，2 910 cm-1处为C—H伸缩振动吸收峰，1 093cm-1附近为C—OH伸缩振动吸收峰；在HBPL的FTIR中，1 634 cm-1和1 533 cm-1处为酰胺Ⅰ键和酰胺Ⅱ键的伸缩振动吸收峰；当在PVA中加入HBPL后，PVA/HBPL荧光纳米电纺纤维膜的FTIR中既有PVA中的—OH伸缩振动吸收峰、C—H伸缩振动吸收峰和C—OH伸缩振动吸收峰等特征吸收峰，又有HBPL中酰胺Ⅰ键和酰胺Ⅱ键的伸缩振动吸收峰，且随着HBPL含量的增加，各伸缩振动吸收峰向高波数方向移动，这是因为HBPL中—NH和—NH2与PVA分子链上的—OH形成了氢键的缘故；3#试样与0#试样相比，其—OH伸缩振动吸收峰由3 283 cm-1移至3 295 cm-1，C—H伸缩振动吸收峰由2 910 cm-1逐渐移动到2 938 cm-1，而与HBPL相比，其酰胺Ⅰ键和酰胺Ⅱ键的伸缩振动吸收峰也分别从1 634 cm-1和1 533 cm-1逐渐移动到1 646 cm-1和1 551 cm-1处。

在多媒体教学实践中我们发现虚拟云桌面能够很好地满足基础课程教学应用的需要，例如PPT演示、视频播放、Web应用等；但在一些专业性较高的课程教学中往往暴露出处理能力不足的弊端，例如部分专业课程需要搭载Photoshop，Dreamweaver，premiere等高负载软件时，虚拟云桌面因处理能力不足，导致软件运行时出现卡顿现象或者直接无法启动软件。

  

图1 试样的SEM照片Fig.1 SEM micrographs of samples

  

图2 试样的纤维直径分布Fig.2 Fiber diameter distribution of samples

 

表1 试样的纤维平均直径Tab.1 Average fiber diameter of samples

  

试样平均直径/nm0#2951#2472#2843#321

2.2 FTIR分析

从图1、图2和表1可以看出：纯PVA纳米纤维膜(0#试样)的纤维表面光滑且纤维之间无粘连，纤维粗细均匀，直径分布窄；加入少量HBPL时，PVA/HBPL荧光纳米纤维平均直径迅速减小，但随着HBPL含量的进一步增加，其平均直径逐渐增加，这是因为HBPL的加入降低了PVA纺丝液的黏度，电纺时纺丝液滴更容易被拉伸细化，所以制得的纤维直径减小，但随着HBPL含量的进一步增加，电纺时HBPL被包覆在纤维内部，使得纤维的直径又重新增大；加入HBPL后，PVA/HBPL荧光纳米纤维表面依旧比较光滑，随着HBPL含量的逐渐增加，纤维之间出现粘连并丝现象，但其整体形貌较好，没有明显缺陷；PVA/HBPL荧光纳米纤维的平均直径为247～321 nm。

  

图3 试样的FTIRFig.3 FTIR spectra of samples1—HBPL；2—0#试样；3—1#试样；4—2#试样；5—3#试样

2.3 DSC分析

从表2可以看出：电纺纯PVA纳米纤维膜的熔点(Tm)为219.2 ℃，熔融焓(∆Hm)为43.74 J/g；加入HBPL后，PVA/HBPL荧光纳米纤维膜(1#，2#，3#试样)的Tm与∆Hm皆低于纯PVA纳米纤维膜，而且随着HBPL含量的增加，荧光纳米纤维膜的Tm与∆Hm均逐渐降低。这主要是因为HBPL的加入破坏了PVA分子链之间及分子内部存在的氢键相互作用，且HBPL与PVA分子之间也存在氢键作用，从而阻碍了PVA分子的结晶，使其结晶度降低，从而导致Tm降低。

 

表2 试样的DSC分析结果Tab.2 DSC analysis results of samples

  

试样Tm/℃Hm/(J·g-1)0#219.2043.741#204.5028.652#202.0028.583#199.6023.14

2.4 荧光光谱分析

热性能：采用德国Netzsch公司DSC-214 Polyma型差示扫描量热(DSC)仪对纳米纤维膜进行分析，设置起始温度为30 ℃，以10 ℃/min的升温速率升温至250 ℃，恒温2 min，再以10 ℃/min的降温速率降温至30 ℃，然后再以10 ℃/min的升温速率升温至250 ℃，恒温2 min，取第二段升温曲线作为DSC熔融曲线。

  

图4 试样的荧光光谱Fig.4 Fluorescence spectra of samples1—0#试样；2—1#试样；3—HBPL；4—2#试样；5—3#试样

 

表3 试样的荧光强度Tab.3 Fluorescence intensity of samples

  

试样荧光强度/a.u.0#01#40.802#78.703#98.20

2.5 荧光显微镜观察

从图5可以看出，在没有激发光激发下，可在显微镜下观察到纳米纤维膜试样。从图6可看出，在激发波长330～385 nm的激发光激发下， PVA/HBPL荧光纳米纤维膜出现荧光，且随着HBPL含量的增加，PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的荧光强度越大。因此，利用铜离子对HBPL的荧光淬灭作用，经交联处理后该荧光纳米纤维膜可应用于重金属离子检测领域。

配制质量分数为6%的PVA水溶液，将HBPL分别按PVA:HBPL质量比为9:1，7:1，5:1加入至PVA水溶液中搅拌直至完全溶解，使其共混均匀，制成纺丝液；然后将纺丝液装入注射器中(22号针头)，将注射器固定在推进泵上，并对其施加直流高压使溶液呈细流状喷射而出，将铝箔包裹在卷绕筒上接收纤维，所得PVA/HBPL荧光纳米纤维膜相应编为1#，2#，3#试样。静电纺丝工艺参数为直流电压22 kV，推进速率0.3 mL/h，针头与铝箔之间的距离14.5 cm，室温30 ℃。采用同样的静电纺丝工艺制备纯PVA纳米纤维膜，编为0#试样。将制得的纳米纤维膜置于40 ℃的真空烘箱中干燥24 h，最后储存于干燥器中。

  

图5 无激发光激发时试样的荧光照片Fig.5 Fluorescence micrographs of samples without laser irradiation

  

图6 330～385 nm激发光激发下试样的荧光照片Fig.6 Fluorescence micrographs of samples after 330-385 nm laser irradiation

2.6 力学性能

从表4中可以看出：纯PVA纳米纤维膜(0#试样)拉伸强度较低，断裂伸长率较高，加入HBPL后，PVA/HBPL荧光纳米纤维膜拉伸强度逐渐提高，而随着HBPL含量的进一步增加，PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的拉伸强度又开始下降；PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的断裂伸长率则随着HBPL的加入而不断降低。从结构方面分析，这是因为加入少量的HBPL使PVA/HBPL荧光纳米纤维膜纤维直径减小，纤维结构更加紧密，同时纤维之间的相互摩擦也增大从而导致相对滑移减小，所以其拉伸强度增加，断裂伸长率降低，而随着HBPL含量进一步增加，纤维直径增加，但纤维之间出现粘连并丝现象，这使得荧光纳米纤维膜的拉伸强度有所下降但仍高于纯PVA纳米纤维膜；从分子水平分析，HBPL加入PVA后，会有一些HBPL短分子链镶嵌在PVA大分子链段之间，使得PVA链段不能得到充分拉伸，最终导致PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的断裂伸长率降低。

 

表4 试样的力学性能Tab.4 Mechanical properties of samples

  

试样拉伸强度/MPa断裂伸长率,%0#6.05152.601#8.0783.432#9.4543.583#8.3731.09

3 结论

a. HBPL的少量加入对PVA荧光纳米纤维膜的成纤性能影响不大，但随着HBPL含量的进一步增加，荧光纳米膜纤维出现粘连及并丝现象。

b. PVA/HBPL荧光纳米纤维膜中既含有PVA组分又含有HBPL组分。随着HBPL含量的增加，PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的Tm和∆Hm均逐渐降低。

在经典的正规形理论中，一个十分有效的办法是利用近似恒同的多项式变换去依次消掉系统的高阶项，得到所谓的形式正规形.然后再证明近似恒同变换所组成的无穷序列收敛.由于对收敛性的证明往往十分复杂，再加上在若干的问题中形式正规形已经足够，因此主要研究形式正规形[1，7-8].该问题的主要难点在于，形式正规形并不唯一，如何在其中找到最简单的，或者说如何能消去尽可能多的非线性项，使其针对部分2维的幂一情形，有十分满意的结果.如已有结论[11]表明系统

卢春泉的投资理念一直很明确，“就是顺应国家战略，重点投新能源、新材料产业。有些外界炒得很火的概念，像比特币什么的，我们看都不看。”

c. 在波长392 nm的激发光激发下，PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的发射波长为438 nm。同时通过荧光显微镜也可观察到，随着HBPL含量的增加，PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的荧光强度增大，其荧光强度为40.80～98.20。

d. 少量HBPL的加入会使PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的拉伸强度增加，但HBPL含量进一步增加后，其拉伸强度降低；而PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的断裂伸长率则随着HBPL含量的增加而不断减小。

参 考 文 献

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